当恐龙死亡时,地衣茁壮成长

科学 2019-06-29 15:41:52 76

当一颗小行星在6600万年前撞击地球时,它引发了全球各地的大规模物种灭绝。最着名的受害者是恐龙,但早期的鸟类,昆虫和其他生命形式也受到了打击。碰撞导致灰烬云阻挡太阳并冷却地球的温度,破坏植物的生命。但是科学报告中的一项新研究表明,虽然陆地植物在挣扎,但是一些地衣 - 由真菌和藻类共同生活的生物 - 一起生活 - 抓住了这一时刻,并发展成为在植物生态系统中扮演植物角色的新形式。

“我们认为地衣会受到负面影响,但在我们看到的三个群体中,他们抓住机会并迅速实现多元化,”该论文的第一作者,现任学术博物馆现场博士后博士后研究员Jen-Pang Huang说。中国台北。“有些地衣会像植物叶子一样长出复杂的三维结构,这些结构填满了枯死的植物。”

在阅读了一篇关于小行星撞击如何导致许多早期鸟类灭绝的论文后,研究人员对研究大规模灭绝对地衣的影响感兴趣。“我在火车上读到它,我想,'我的上帝,可怜的地衣,他们一定也受了伤,我们怎样才能追踪他们发生的事情?'”该研究的高级作者和菲尔德博物馆的作者Thorsten Lumbsch说。地衣真菌的策展人。

你已经看过一百万次地衣,即使你没有意识到它。“地衣无处不在,”黄说。“如果你在城市散步,你在岩石,墙壁或树木上看到的粗糙斑点或灰色斑点,那些是常见的地壳地衣。在地面上,它们有时看起来像口香糖。如果你进入更多原始的森林,你可以找到橙色,黄色和鲜艳的紫罗兰色 - 地衣非常漂亮。“ 他们是科学家所谓的“共生生物” - 它们由两种不同的生命形式组成,共享一个身体并一起工作。它们是真菌和有机体之间的伙伴关系,可以进行光合作用,从阳光中获取能量 - 无论是微藻类植物还是特殊种类的蓝绿色细菌。真菌,包括蘑菇和霉菌,在生命树上属于自己的分支,与植物和动物分开(实际上与我们的关系比与植物的关系更密切)。真菌的主要作用是分解分解物质。

在6600万年前的大规模灭绝期间,由于小行星的灰烬阻挡了阳光并降低了温度,植物受到了影响。但是大规模物种灭绝似乎对真菌来说是一件好事 - 它们不依赖阳光作为食物而只需要大量的死物,化石记录显示此时真菌孢子增加。由于地衣含有植物和真菌,科学家们想知道它们是否像植物一样受到负面影响,或者像真菌一样受到影响。

“我们最初期望地衣受到负面影响,因为它们含有需要光照的绿色物品,”黄说。

为了了解地衣如何受到大规模物种灭绝的影响,科学家必须要有创造力 - 那个时间框架内没有很多化石地衣。但是虽然研究人员没有地衣化石,但他们确实有很多现代的地衣DNA。

通过观察在实验室环境中生长的真菌,科学家们普遍了解基因突变在真菌DNA中出现的频率 - 在DNA复制过程中,DNA序列中的字母偶然会被切换的频率。这就是所谓的突变率。如果你知道突变率,如果你比较两个不同物种的DNA序列,你通常可以推断他们必须有多久以前有一个共同的祖先与相同的DNA。

研究人员将三个地衣家族的DNA序列送入一个软件程序,该程序比较了他们的DNA,并找出了他们的家谱必须看起来的样子,包括估计他们多久以前分支到我们今天看到的群体。他们用1亿至4亿年前的几种地衣化石来支持这些信息。结果表明,6600万年前的地衣繁荣,至少对一些叶状的地衣家庭来说是这样。

Lumbsch说:“有些团体没有表现出变化,因此他们没有受到环境变化的影响或受益。”Lumbsch除了从事地衣工作外,还担任该领域的科学和教育副总裁。“有些地衣已经灭绝,叶状的巨型植物填满了这些壁龛。当我看到并非所有的地衣都遭受了损失时,我真的很高兴。”

结果强调了我们今天所知道的自然世界是如何被这种大规模灭绝所塑造的。“如果你可以追溯到4000万年前,植物,鸟类,真菌中最突出的群体 - 它们与你现在看到的相似,而不是你在7000万年前看到的,”Lumbsch说。“我们现在在大自然中看到的大部分内容都源于恐龙之后。”

由于这项研究显示地衣如何应对6600万年前的大规模灭绝,它可以揭示物种如何应对地球目前正在经历的大规模灭绝。“在我们失去世界的生物多样性之前,我们应该记录它,因为我们不知道什么时候需要它,”黄说。“地衣是环境指标 - 通过简单地进行生物多样性研究,我们可以推断空气质量和污染水平。”

除了对理解环境影响和大规模灭绝的潜在影响外,研究人员还指出了研究加深我们对周围世界的理解的方式。

“对我来说,这很有吸引力,因为如果没有大型分子数据集,你将无法做到这一点。十年前这是不可能的,”Lumbsch说。“这是解决我们周围的问题的另一个难题。”

“我们期望研究其他生物有很多模式,但真菌不遵循这种模式。真菌很奇怪,”黄说。“他们真是难以预测,真的很多样,真的很有趣。”